JP2010217161A - 磁気センサ、およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】逆磁界現象や磁界オフセット現象などによる不具合を、極力簡潔に解消させることが可能となる磁気センサを提供する。
【解決手段】磁界の強さを検出する検出部１と、該検出の結果を設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部２と、を備えた磁気センサ９であって、該閾値を調節する閾値調節部３を備えている構成とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、磁界の強さを検出する磁気センサ、およびこれを備えた電子機器に関する。

従来、折り畳み機構やスライド機構等により変形可能である電子機器において、この変形状態を検出可能とするために磁気センサを利用したものが、特許文献１や特許文献２等に提案されている。ここで、磁気センサがどのように利用されているかについて、図１２〜図１５を参照しながら、以下に説明する。

まず図１２に示すように、電子機器（例えば携帯電話機）１５０を構成する第１筐体１５１と第２筐体１５２がスライド機構を介して接続されており、第２筐体１５２が、第１筐体１５１に対して自在にスライド可能となっている電子機器（スライド型機器）について説明する。スライド型機器では、第１筐体１５１に磁気センサ１５３が、第２筐体１５２に磁石１５４が、それぞれ設置されている。なお、磁気センサ１５３と磁石１５４との間における、スライド方向の距離をＬ、スライド方向に垂直な方向の距離をｄとする。

この場合、距離ｄが十分に確保されていれば、磁気センサ１５３が検出する磁束密度Ｂと距離Ｌとの関係は、概ね図１３の上段に示す通りとなる。すなわち、距離Ｌが大きくなる程（スライド量が大きくなる程）、磁気センサ１５３と磁石１５４の距離は大きくなるため、検出される磁束密度Ｂは小さくなる傾向にある。

そこで磁気センサ１５３としては、図１３の下段に示すように、磁束密度Ｂが所定の閾値Ｂｏｐｓより大きくなったら、出力信号をＨレベルからＬレベルに切り替え、磁束密度Ｂが所定の閾値Ｂｒｐｓより小さくなったら、出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替えるものが用いられる。これにより電子機器１５０は、磁気センサ１５３の出力信号の状態を検出し、電子機器１５０の変形状態を検出することが可能である。

次に図１４に示すように、電子機器１５０を構成する第１筐体１５１と第２筐体１５２がヒンジ機構１５５を介して接続されており、第２筐体１５２が、第１筐体１５１に対して自在に開閉可能となっている電子機器（折り畳み型機器）について説明する。折り畳み型機器では、第１筐体１５１に磁気センサ１５３が、第２筐体１５２に磁石１５４が、それぞれ設置されている。なお、第１筐体１５１と第２筐体１５２がなす角度をθとする。

この場合、他の（磁石１５４以外の）磁性体による影響が十分小さければ、磁気センサ１５３が検出する磁束密度Ｂと角度θとの関係は、概ね図１５の上段に示す通りとなる。すなわち、角度θが大きくなる程（閉じた状態から全開の状態に近づく程）、磁気センサ１５３と磁石１５４の距離は大きくなるため、検出される磁束密度Ｂは小さくなる傾向にある。

そこで磁気センサ１５３としては、図１５の下段に示すように、磁束密度Ｂが所定の閾値Ｂｏｐｓより大きくなったら、出力信号をＨレベルからＬレベルに切り替え、磁束密度Ｂが所定の閾値Ｂｒｐｓより小さくなったら、出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替えるものが用いられる。これにより電子機器１５０は、磁気センサ１５３の出力信号の状態を検出し、電子機器１５０の変形状態を検出することが可能である。

なお、上述した磁気センサ１５３は、磁界の強さについての両極検出が可能となっている。すなわち磁気センサ１５３は、磁束密度Ｂが、Ｎ極方向について所定の閾値Ｂｏｐｎ（Ｂｏｐｓとは極性が逆であり、大きさが等しい）を上回った場合にも、出力信号をＨレベルからＬレベルに切り替える。また磁気センサ１５３は、磁束密度Ｂが、Ｎ極方向について所定の閾値Ｂｒｐｎ（Ｂｒｐｓとは極性が逆であり、大きさが等しい）を下回った場合にも、出力信号をＬレベルからＨレベルに切り替える。これにより、磁石１５４が何れの向きに取り付けられた場合であっても、電子機器１５０は、変形状態を適切に検出することが可能である。

特開２００８−３２４２４号公報 特開２００５−２１４９００号公報

先述したスライド型機器において、仮に距離ｄが比較的小さく設定されたとすると、磁気センサ１５３が検出する磁束密度Ｂと距離Ｌとの関係が、例えば図１６の上段に示すようになる可能性がある。すなわち、磁気センサ１５３が磁石１５４による逆磁界の影響を強く受けてしまい、磁束密度Ｂが、Ｎ極方向にＢｏｐｎを上回る現象（以下、このような現象を、便宜的に「逆磁界現象」と称する）が発生する可能性がある。

逆磁界現象が発生すると、図１６の下段に示すように、出力信号の状態が意図しないタイミングで遷移する。そのため電子機器１５０において、変形状態が誤って検出される等の不具合が発生する。

また、先述した折り畳み型機器において、仮に磁気センサ１５３の近傍（例えば図１４に示す位置１５６）に他の磁性体（例えばスピーカ）が設置されたとすると、磁気センサ１５３が検出する磁束密度Ｂと角度θとの関係が、例えば図１７に示すようになる可能性がある。すなわち、他の磁性体の影響によって磁束密度Ｂにオフセットが生じてしまい、角度θが十分に大きくなっても、磁束密度ＢがＢｒｐｓを下回らないという現象（以下、このような現象を便宜的に「磁界オフセット現象」と称する）が発生する可能性がある。

磁界オフセット現象が発生すると、角度θが十分に大きくなっても、出力信号はＨレベルに遷移しないことになる。その結果、電子機器１５０においては、変形状態（特に、閉じた状態から開いた状態に移行したこと）を正しく検出することができないという不具合が発生する。

なおスライド型機器においては、距離ｄが適切に設定されれば、逆磁界現象を未然に回避し得るようにも見える。また折り畳み型機器においては、他の磁性体の影響が磁気センサに及ばないようにすれば、磁界オフセット現象を未然に回避し得るようにも見える。

しかしながら、電子機器本体の仕様がある程度定まった段階でこれらの現象が見つかった場合、当該現象を解消させるためには、通常、距離ｄやスピーカ位置の修正などが必要となる。このような修正は、電子機器本体の大幅な仕様修正等を伴うことが多いため、極力回避されることが好ましい。また、電子機器本体における設計の制約上、距離ｄを小さくせざるを得ないという事情や、磁気センサの近傍に他の磁性体を配置せざるを得ないという事情も生じ得る。

本発明は、上述した問題点に鑑み、逆磁界現象や磁界オフセット現象などによる不具合を、極力簡潔に解消させることが可能となる磁気センサの提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る磁気センサは、磁界の強さを検出する検出部と、該検出の結果を設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部と、を備えた磁気センサであって、該閾値を調節する閾値調節部を備えている構成（第１の構成）とする。

本構成によれば、閾値調節部が設けられているから、検出結果との比較に用いられる閾値（後述する動作磁束密度や復帰磁束密度に相当する）を調節することが可能である。そのため、逆磁界現象や磁界オフセット現象などによる不具合が発生した場合であっても、当該閾値を調節する等の手法によって、当該不具合を極力簡潔に解消させることが可能となる。

また上記第１の構成において、前記検出部は、Ｓ極側とＮ極側の双方について前記検出を行うものであり、前記比較部は、Ｓ極側の前記検出の結果については、Ｓ極側についての前記閾値として設定されているＳ極側閾値と比較し、Ｎ極側の前記検出の結果については、Ｎ極側についての前記閾値として設定されているＮ極側閾値と比較するものであり、前記閾値調節部は、前記閾値を調節するにあたり、Ｎ極側閾値とＳ極側閾値の双方を同じ値だけ変更する構成（第２の構成）としてもよい。

本構成によれば、磁界の強さについての両極検出が可能であるから、例えば先述した第１ケースや第２ケースにおいて、磁石が何れの向きに取り付けられた場合であっても、電子機器における開閉状態を適切に検出することが可能となる。そして閾値の調節にあたっては、Ｎ極側閾値とＳ極側閾値の双方が同じ値だけ変更されるため、当該調節がなされた後においても、両極検出を適切に実行することが可能となる。

また上記第１または第２の構成において、前記閾値は、前記出力信号の状態に応じて、互いに値が異なる第１閾値と第２閾値の何れかに設定されるものであり、前記閾値調節部は、前記閾値を調節するにあたり、第１閾値と第２閾値の一方を変更せずに、他方を変更することが可能である構成（第３の構成）としてもよい。

本構成によれば、検出結果との比較に用いられる閾値にヒステリシスが設けられているため、出力信号が不安定となることが極力抑えられる。また、第１閾値と第２閾値の一方を変更したくない場合であっても、他方だけを変更することによって、閾値を調節することが可能となる。

また、上記第１〜第３いずれかの構成において、より具体的には、前記閾値の制御に関わる制御信号の入力を受付ける、信号入力部を備え、前記閾値調節部は、該制御信号に応じて、前記閾値を調節する構成（第４の構成）としてもよい。

また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る磁気センサは、検出モード切替信号に基づいて、Ｓ極とＮ極の一方を検出する単極検出モードと、Ｓ極とＮ極の両方を検出する両極検出モードのいずれかを選択する検出モード切替部を有して成る構成（第５の構成）にするとよい。

また、上記第５の構成から成る磁気センサにおいて、前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の一方の磁界の強さのみを検出し、他方の磁界の強さについてはその検出自体を停止するように、前記検出部や前記比較部を制御する構成（第６の構成）にするとよい。

また、上記第５の構成から成る磁気センサにおいて、前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の両方の磁界の強さを検出した上で、一方の検出結果のみに応じた出力信号を生成するように、前記検出部や前記比較部を制御する構成（第７の構成）にするとよい。

また、本発明に係る磁気センサは、磁界の強さを検出する検出部と、該検出の結果を設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部と、検出モード切替信号に基づいて、Ｓ極とＮ極の一方を検出する単極検出モードと、Ｓ極とＮ極の両方を検出する両極検出モードのいずれかを選択する検出モード切替部と、を有して成る構成（第８の構成）とされている。

なお、上記第８の構成から成る磁気センサにおいて、前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の一方の磁界の強さのみを検出し、他方の磁界の強さについてはその検出自体を停止するように、前記検出部や前記比較部を制御する構成（第９の構成）にするとよい。

また、上記第８の構成から成る磁気センサにおいて、前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の両方の磁界の強さを検出した上で、一方の検出結果のみに応じた出力信号を生成するように、前記検出部や前記比較部を制御する構成（第１０の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第１０いずれかの構成から成る磁気センサが備えられた電子機器によれば、上記構成に係る利点を享受することが可能である。そのため、当該電子機器における変形状態などの検出が、より適切に実行され得る。

本発明に係る磁気センサによれば、閾値調節部が設けられているから、検出結果との比較に用いられる閾値を調節することが可能である。そのため、逆磁界現象や磁界オフセット現象などによる不具合が発生した場合であっても、当該閾値を調節する等の手法によって、当該不具合を極力簡潔に解消させることが可能となる。

本発明の実施形態に係る磁気センサの構成図である。 当該磁気センサの動作に関わるタイミングチャートである。 当該磁気センサに設けられた増幅ユニットの構成図である。 当該磁気センサに設けられた基準電圧発生回路の構成図である。 当該磁気センサに設けられた可変抵抗部の構成図である。 当該磁気センサに設けられた可変抵抗部の別の構成図である。 当該磁気センサを機能的に見た場合の構成図である。 逆磁界現象への対処法に関する説明図である。 逆磁界現象への別の対処法に関する説明図である。 磁界オフセット現象への対処法に関する説明図である。 磁界オフセット現象への別の対処法に関する説明図である。 磁気センサの利用形態（スライド型機器）に関する説明図である。 スライド型機器における、磁気センサの動作に関する説明図である。 磁気センサの別の利用形態（折り畳み型機器）に関する説明図である。 折り畳み型機器における、磁気センサの動作に関する説明図である。 逆磁界現象に関する説明図である。 磁界オフセットに関する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る磁気センサの構成図である。 単極検出モード選択時における磁気センサＸの動作に関するタイミングチャートである。 ラッチ回路Ｘ６の第１変形例を示す図である。 ラッチ回路Ｘ６の第２変形例を示す図である。

本発明の実施形態について、各図面を参照しながら以下に説明する。図１は、当該実施形態に係る磁気センサ９の構成図である。なお、磁気センサ９は、増幅ユニット３０及び基準電圧発生回路９０の構成等を除き、特許文献１（特開２００８−３２４２４）に「第２の実施例」として開示されている磁気センサ１Ａと、基本的には同等のものである。

図１に示したように、磁気センサ９は、ホール素子１０、切替スイッチ回路２０、増幅ユニット３０、第１・第２キャパシタ（４１、４２）、第１・第２スイッチ回路（５１、５２）、基準電圧切替回路５３、比較ユニット６０、スイッチ回路６１、ラッチ回路（７０、７１）、バッファ増幅器８０、制御回路１００、ＯＲ回路ＯＲ１、およびインバータＩＮＶ０などを備えている。

なお、磁気センサ９は、ＩＣチップとして形成されていても良く、この場合、外部（磁気センサ９を搭載した電子機器の本体側）から電源の供給を受けるための端子や、接地端子などをも備える。また、磁気センサ９は、先述したスライド型機器（図１２を参照）や折り畳み型機器（図１４を参照）などの変形可能である電子機器に、変形状態検出用のセンサとして設けられる。

ホール素子１０は、４つの端子Ａ・Ｃ・Ｂ・Ｄに関して幾何学的に等価な形状の板状に形成されている。

このようなホール素子１０の第１端子対Ａ−Ｃに電源電圧Ｖｃｃを印加したときに第２端子対Ｂ−Ｄに生じるホール電圧と、第２端子対Ｂ−Ｄ間に電源電圧Ｖｃｃを印加したときに第１端子対Ｃ−Ａに生じるホール電圧と、を比較した場合、ホール素子１０に印加される磁界の強さに応じた有効信号成分は同相で、素子オフセット成分（素子オフセット電圧）は逆相となる。

切替スイッチ回路２０は、ホール素子１０への電源電圧Ｖｃｃの印加方法と、ホール素子１０からのホール電圧の取り出し方法を切り替える。

より具体的に述べると、切替スイッチ回路２０は、第１切替信号ＳＷ１に応じてオンされるスイッチ２１、２３、２５、２７と、第２切替信号ＳＷ２に応じてオンされるスイッチ２２、２４、２６、２８を有している。この第１、第２切替信号ＳＷ１、ＳＷ２は、互いに重ならないように、且つ、電源オン信号ＰＯＷが発生される所定期間の前半部分で第１切替信号ＳＷ１が発生され、その後半部分で第２切替信号ＳＷ２が発生される。なお、電源オン信号ＰＯＷは、間欠的に、例えば一定周期毎に所定期間だけ発生される。

第１切替信号ＳＷ１が発生されている第１切替状態では、端子Ａに電源電圧Ｖｃｃが印加され、端子Ｃがグランドに接続されるとともに、端子Ｂと端子Ｄ間に磁界の強さに応じたホール電圧が発生する。その端子Ｂ・Ｄ間の電圧は、印加される磁界方向によるが、ここでは、端子Ｂの電圧Ｖｂが低く、端子Ｄの電圧Ｖｄが高い場合を想定する。なお、電圧は、特に断らない限り、グランドに対する電位を表す。

第１切替信号ＳＷ１から第２切替信号ＳＷ２への切替は、高速度で行われるので、第２切替状態においても、第１切替状態と同じ磁界方向にあると想定する。第２切替信号ＳＷ２が発生されている第２切替状態では、端子Ｂに電源電圧Ｖｃｃが印加され、端子Ｄがグランドに接続されるとともに、端子Ｃと端子Ａ間に磁界の強さに応じたホール電圧が発生する。端子Ｃ・Ａ間の電圧は、端子Ｃの電圧Ｖｃが低く、端子Ａの電圧Ｖａが高くなる。

これにより、切替スイッチ回路２０の第１出力端ｉの電圧は、第１切替状態では電圧Ｖｂであり、第２切替状態では電圧Ｖａである。一方、切替スイッチ回路２０の第２出力端ｉｉの電圧は、第１切替状態では電圧Ｖｄであり、第２切替状態では電圧Ｖｃである。

増幅ユニット３０は、第１出力端ｉに接続される第１増幅入力端の電圧を、第１増幅回路３１によって所定の増幅度αで増幅し、第１増幅出力端ｉｉｉに第１増幅電圧を発生する。第１増幅回路３１には、入力オフセット電圧Ｖｏｆｆａ１が存在するから、第１増幅入力端の電圧にその入力オフセット電圧Ｖｏｆｆａ１が加算される。

また、第２出力端ｉｉに接続される第２増幅入力端の電圧を、第２増幅回路３２によって所定の増幅度αで増幅し、第２増幅出力端ｉｖに第２増幅電圧を発生する。第２増幅回路３２にも、入力オフセット電圧Ｖｏｆｆａ２が存在するから、第２増幅入力端の電圧にその入力オフセット電圧Ｖｏｆｆａ２が加算される。

この増幅ユニット３０の第１、第２増幅回路３１、３２には、電源オン信号ＰＯＷによってオンされるスイッチ回路３４及びスイッチ回路３５を介して電源電圧Ｖｃｃが印加される。したがって、増幅ユニット３０は、電源オン信号ＰＯＷに応じて、間欠的に、例えば一定周期毎に所定期間だけ駆動される。また、第１，第２増幅回路３１、３２が電流駆動型のものであるときには、スイッチ回路３４及びスイッチ回路３５は、スイッチ機能付きの電流源回路で構成されることがよい。

第１キャパシタ４１は、第１増幅出力端ｉｉｉと、比較ユニット６０の第１比較入力端ｖとの間に接続されている。また、第２キャパシタ４２は、第２増幅出力端ｉｖと、比較ユニット６０の第２比較入力端ｖｉとの間に接続されている。

比較ユニット６０は、第１比較入力端ｖに入力される第１比較電圧と第２比較入力端ｖｉに入力される第２比較電圧とを比較し、第１比較電圧が第２比較電圧を超えるときに比較出力を発生する。なお、比較ユニット６０は、極めて高い入力インピーダンスを持つように構成されている。例えば、その入力回路は、ＭＯＳトランジスタ回路で構成される。この比較ユニット６０には、電源オン信号ＰＯＷによってオンされるスイッチ回路６１を介して電源電圧が印加される。したがって、比較ユニット６０は、電源オン信号ＰＯＷに応じて、間欠的に、例えば一定周期毎に所定期間だけ駆動される。また、スイッチ回路６１は、スイッチ機能付きの電流源回路であってもよい。

その第１比較入力端ｖには、第３切替信号ＳＷ３によってオンされる第１スイッチ回路５１及び基準電圧切替回路５３を介して第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が供給される。その基準電圧切替回路５３は、磁気センサ回路が磁気を検出したときには、その検出信号Ｓｄｅｔによって切り替えられる。基準電圧切替回路５３が切り替えられたときには、第１比較入力端ｖには、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａが供給され得るようになる。

また、第２比較入力端ｖｉには、第３切替信号ＳＷ３によってオンされる第２スイッチ回路５２を介して第２基準電圧Ｖｒｅｆ２が供給される。第１基準電圧Ｖｒｅｆ１は、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａよりも所定値だけ低い値に設定され、且つ、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａは、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも所定値だけ低い値に設定されることがよい。なお、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａとして、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２を用いることもできる。

この第１、第２比較入力端ｖ、ｖｉに供給される電圧を、比較出力が発生されていないときには、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２にし、比較出力が発生されたときには、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａ及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ２にすることにより、比較ユニット６０の動作にヒステリシス特性を付与することができる。

制御回路１００は、電源オン信号ＰＯＷ、第１切替信号ＳＷ１、第２切替信号ＳＷ２、第３切替信号ＳＷ３、クロック信号ＣＫ＿ＳＨ１，ＣＫ＿ＳＨ２を出力し、磁気センサ９の動作を制御する。なお、当該動作のより具体的な内容については、後ほど説明する。

ラッチ回路７０は、比較ユニット６０から出力される信号ＣＯＭＰＯＵＴ（比較出力）をクロック信号ＣＫ＿ＳＨ１の立ち上がりのタイミングでラッチする。ＯＲ回路ＯＲ１は信号ＣＯＭＰＯＵＴとラッチ回路７０から出力される信号ＤＦＦ＿ＳＨ１（第１ラッチ出力）とを受ける。ラッチ回路７１はＯＲ回路ＯＲ１の出力をクロック信号ＣＫ＿ＳＨ２の立ち上がりのタイミングでラッチする。なお、ラッチ回路７０、７１としてはＤ型フリップフロップが好適である。

バッファ増幅器８０は、ラッチ回路７１から出力される信号ＤＦＦ＿ＳＨ２（第２ラッチ出力）を増幅し、検出信号Ｓｄｅｔを出力する。インバータＩＮＶ０は、検出信号Ｓｄｅｔを反転させ、出力信号ＯＵＴを出力する。出力信号ＯＵＴの情報は、磁界の強度が所定の強度かを示すものであり、磁気センサ９が備えられている電子機器の制御装置等に伝送される。これにより電子機器は、出力信号ＯＵＴの情報を用いて、当該電子機器の変形状態を判定することが可能である。

図２は、磁気センサ９の動作に関するタイミングチャートである。図２において、信号ＯＳＣは制御回路１００の動作の基準となる基準クロック信号であり、制御回路１００の内部で生成される。

電源オン信号ＰＯＷは、所定の周期（例えば５０ｍｓ）毎に、所定時間Ｔ２（例えば２５μｓ）だけ発生する。図２に示すように、時刻ｔ１〜時刻ｔ５の期間が所定時間Ｔ２である。所定時間Ｔ２は第１期間〜第４期間を含む。時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の期間、および時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間が、それぞれ第１期間〜第４期間である。

第１期間、第２期間においてはＳ極性の磁界の強度が検出され、第３期間、第４期間においてはＮ極性の磁界の強度が検出されるものとして以下説明する。ただし検出する磁界の極性の順番が逆であってもよい。

時刻ｔ０において信号ＯＳＣが立ち上がると、その直後の時刻ｔ１において電源オン信号ＰＯＷが発生する。電源オン信号ＰＯＷの発生時刻とほぼ同時に、第１切替信号ＳＷ１と第３切替信号ＳＷ３とが発生する。第１切替信号ＳＷ１の発生により、切替スイッチ回路２０は第１切替状態になる。また、第３切替信号ＳＷ３の発生により、第１スイッチ回路５１、第２スイッチ回路５２がともにオンする。

電圧ＡＯＵＴ１、電圧ＡＯＵＴ２はそれぞれ第１増幅回路３１、第２増幅回路３２の出力を示す。時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間において、電圧ＡＯＵＴ１はα（Ｖｂ−Ｖｏｆｆａ１）であり、電圧ＡＯＵＴ２はα（Ｖｄ−Ｖｏｆｆａ２）である。また、比較ユニット６０の第１比較入力端ｖの第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１は第１基準電圧Ｖｒｅｆ１であり、第２比較入力端ｖｉの第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２は第２基準電圧Ｖｒｅｆ２である。なお、ホール素子１０からの信号がなければ、電圧ＡＯＵＴ１とＡＯＵＴ２は、図２に示す電圧ＶＭに等しい。

制御回路１００は第２期間において、第１切替状態の終了時（時刻ｔ２）から所定の短時間τが経過した後に第２切替状態が始まるよう、切替スイッチ回路２０を設定する。時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間、電圧ＡＯＵＴ１はα（Ｖａ−Ｖｏｆｆａ１）であり、電圧ＡＯＵＴ２はα（Ｖｃ−Ｖｏｆｆａ２）である。上述の式１、式２で示されるように、第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１はＶｒｅｆ１−α（Ｖｂ−Ｖａ）となり、第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２はＶｒｅｆ２−α（Ｖｄ−Ｖｃ）となる。ホール電圧（端子間電圧）をＶｓとすると第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１はＶｒｅｆ１から＋αＶｓだけ変化し、第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２はＶｒｅｆ２から−αＶｓだけ変化する。

時刻ｔ３において信号ＯＳＣが立ち上がると、所定の短時間τ後に第３切替信号ＳＷ３が再び発生する。第３切替信号ＳＷ３の発生に応じて、第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１に変化し、第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２は、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２に変化する。切替スイッチ回路２０が第２切替状態のまま保たれているので、電圧ＡＯＵＴ１，ＡＯＵＴ２は、それぞれα（Ｖａ−Ｖｏｆｆａ１）、α（Ｖｃ−Ｖｏｆｆａ２）のまま保たれる。

制御回路１００は第４期間において、第２切替状態の終了時（時刻ｔ４）から所定の短時間τが経過した後に第１切替状態が始まるよう、切替スイッチ回路２０を設定する。これにより電圧ＡＯＵＴ１はα（Ｖｂ−Ｖｏｆｆａ１）に変化し、電圧ＡＯＵＴ２はα（Ｖｄ−Ｖｏｆｆａ２）に変化する。第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１はＶｒｅｆ１−α（Ｖａ−Ｖｂ）に変化し、第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２はＶｒｅｆ２−α（Ｖｃ−Ｖｄ）に変化する。つまり、第４期間において、第１比較電圧Ｖｃｏｍｐ１はＶｒｅｆ１から−αＶｓだけ変化し、第２比較電圧Ｖｃｏｍｐ２はＶｒｅｆ２から＋αＶｓだけ変化する。

磁界の強度が所定の強度以上であればホール素子１０から信号が出力されるので、Ｈレベルの信号ＣＯＭＰＯＵＴが得られる。信号ＣＯＭＰＯＵＴがＨレベルである期間は、磁界の極性がＳ極性であれば時刻ｔ２〜時刻ｔ３の期間となり、磁界の極性がＮ極性であれば時刻ｔ４〜時刻ｔ５の期間となる。

クロック信号ＣＫ＿ＳＨ１は時刻ｔ２において立下り、時刻ｔ３において立ち上がる。時刻ｔ３において信号ＣＯＭＰＯＵＴがＨレベルであれば信号ＤＦＦ＿ＳＨ１はＬレベルからＨレベルに変化する。

クロック信号ＣＫ＿ＳＨ２は時刻ｔ４において立下り、時刻ｔ５において立ち上がる。時刻ｔ５においてＯＲ回路ＯＲ１の出力はＨレベルであるので、信号ＤＦＦ＿ＳＨ２はＬレベルからＨレベルに変化し、出力信号ＯＵＴはＨレベルからＬレベルに変化する。

一方、時刻ｔ５において信号ＣＯＭＰＯＵＴがＨレベルの場合、ＯＲ回路ＯＲ１の出力は信号ＣＯＭＰＯＵＴに応じてＨレベルになっている。よって、時刻ｔ５においてクロック信号ＣＫ＿ＳＨ２が立ち上がると、信号ＤＦＦ＿ＳＨ２はＬレベルからＨレベルに変化し、出力信号ＯＵＴはＨレベルからＬレベルに変化する。

出力信号ＯＵＴがＨレベルからＬレベルに変化するということは、磁界の強度が所定の強度以上であることを意味する。このように、制御回路１００は第１および第４期間に切替スイッチ回路２０を第１切替状態に設定し、第２および第３期間に切替スイッチ回路２０を第２切替状態に設定する。また、制御回路１００は第１および第３期間に第１スイッチ回路５１、第２スイッチ回路５２をオンさせる。よって、磁気センサ９は、ホール素子１０への磁界の向きに依存せず、磁界の強度が所定の強度以上であることを検出することができる。

次に、増幅ユニット３０のより具体的な構成について、図３を参照しながら説明する。

先述した通り、増幅ユニット３０は、第１増幅回路３１と第２増幅回路３２を備えている。そして、第１増幅回路３１に設けられている演算増幅器３１−１の出力端は、第１増幅出力端ｉｉｉと、可変抵抗部（具体的構成は後述する）ＣＲ−１の一端に接続されている。また、可変抵抗部ＣＲ−１の他端は、演算増幅器３１−１の反転入力端と、抵抗３１−２の一端に接続されている。また、抵抗３１−２の他端には、基準電圧Ｖｒｅｆ０が与えられている。また、演算増幅器３１−１の非反転入力端は、第１出力端ｉに接続されている。

一方、第２増幅回路３２に設けられている演算増幅器３２−１の出力端は、第２増幅出力端ｉｖと、可変抵抗部ＣＲ−２の一端に接続されている。また、可変抵抗部ＣＲ−２の他端は、演算増幅器３２−１の反転入力端と、抵抗３２−２の一端に接続されている。また、抵抗３２−２の他端には、基準電圧Ｖｒｅｆ０が与えられている。また、演算増幅器３２−１の非反転入力端は、第２出力端ｉｉに接続されている。

上述の構成によれば、可変抵抗部ＣＲ−１、ＣＲ−２の抵抗値をＲ２、抵抗３１−２、３２−２の抵抗値をＲ２とすると、各増幅回路（３１、３２）の増幅率αは、ほぼ、Ｒ２／Ｒ１（但し、Ｒ２≫Ｒ１とする）となる。そのため、可変抵抗部ＣＲ−１、ＣＲ−２の抵抗値が変更されることにより、増幅率αも更新されることになる。なお、増幅率αの変更を可能とするために、抵抗３１−２や抵抗３２−２の抵抗値が可変となっていても構わない。

また、先述の各基準電圧（第１基準電圧Ｖｒｅｆ１、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａ、第２基準電圧Ｖｒｅｆ２、および基準電圧Ｖｒｅｆ０）は、外部から与えられる電圧を分圧する手法等によって生成可能である。ここで、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１および修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａを発生させるための回路（「基準電圧発生回路９０」とする）の構成について、図４を参照しながら説明する。

図４に示す通り、基準電圧発生回路９０は、電源電圧Ｖｃｃを各分圧用抵抗で分圧し、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１および修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａを発生させるようになっている。より具体的には、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１を発生させるための分圧用抵抗として、可変抵抗部ＣＲ−３と抵抗９２ａが直列的に設けられており、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａを発生させるための分圧用抵抗として、可変抵抗部ＣＲ−４と抵抗９２ｂが直列的に設けられている。

これらの基準電圧は、一端に電源電圧Ｖｃｃが与えられるＰ型ＭＯＳトランジスタ（９３ａ、９３ｂ）と、一端が接地されているＮ型ＭＯＳトランジスタ（９４ａ、９４ｂ）がＯＮのときに発生する。なお、ＭＯＳトランジスタ（９３ａ、９３ｂ）のゲートには、インバータ９８を介して、電源オン信号ＰＯＷが与えられる。またＭＯＳトランジスタ（９４ａ、９４ｂ）のゲートには、インバータ９８とインバータ９９を介して、電源オン信号ＰＯＷが与えられる。これにより、各ＭＯＳトランジスタは、電源オン信号ＰＯＷに応じて、ＯＮ／ＯＦＦが切り替わる。

上述した構成によれば、可変抵抗部ＣＲ−３の抵抗値が変更されることにより、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が更新されることになる。また、可変抵抗部ＣＲ−４の抵抗値が変更されることにより、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａが更新されることになる。

次に、先述した可変抵抗部（ＣＲ−１〜ＣＲ−４、以下これらを纏めて「可変抵抗部ＣＲ」と称する）の具体的構成について、図５および図６を参照しながら説明する。

図５に示すように、可変抵抗部ＣＲの両端は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３が直列に接続された回路を介して接続されている。そして更に、抵抗Ｒ１の一端と他端には、導通調整部ＴＲ−１が抵抗Ｒ１と並列に接続されており、抵抗Ｒ２の一端と他端には、導通調整部ＴＲ−２が抵抗Ｒ２と並列に接続されている。

これらの導通調整部（ＴＲ−１、ＴＲ−２）は、磁気センサ９の製造工程もしくは製造後において、導通状態（導通または非導通）が任意に設定可能となっている。例えば、各回路がプリント基板によって形成される磁気センサ９において、導通調整部（ＴＲ−１、ＴＲ−２）は、トリミング処理による導通状態の調整（導通状態から非導通状態への調整）が可能となっている。また導通調整部（ＴＲ−１、ＴＲ−２）は、ソルダリングの有無等によって、導通状態の調整が可能となっていても構わない。

また、可変抵抗部ＣＲは、磁気センサ９が電子機器に搭載された状態で、抵抗値の調節が可能となっていても良い。例えば図６に示すように、磁気センサ９に、可変抵抗部ＣＲの抵抗値制御に関わる抵抗制御信号ＲＳＷの入力端子Ｃｔを設けておき、抵抗制御信号ＲＳＷの状態に応じて、導通調整部（ＴＲ−１、ＴＲ−２）の導通状態が調整されるようにしても良い。

この場合、電子機器側での制御動作等によって、入力端子Ｃｔが、Ｈ、Ｌ、およびＯＰＥＮ（ハイインピーダンス）の何れかの状態に設定される。これにより、磁気センサ９には、電子機器から抵抗制御信号ＲＳＷが入力されることとなる。また、抵抗制御信号ＲＳＷの状態が変更されることにより、可変抵抗部ＣＲの抵抗値も変更される。なお電子機器においては、所定操作等を通じて、抵抗制御信号ＲＳＷの状態を切替可能としても良い。

なお、上述した可変抵抗部ＣＲの構成態様は一例であって、抵抗や導通調整部の数を増大させたもの等、他の構成を採用することも可能である。また、可変抵抗部ＣＲの抵抗値を、どのような値に変更可能とするか、或いは、何段階に変更可能（もしくはアナログ的に変更可能）とするか等についても、種々の態様とすることが可能である。

以上までに説明した磁気センサ９は、機能的な観点から見ると、図７に示す構成を有していると言える。すなわち、磁気センサ９は、検出部１、比較部２、および、閾値調節部３などを備えているといえる。

検出部１は、先述したホール素子１０等によって実現されており、磁界の強さ（磁束密度Ｂ）を検出する機能部である。また、検出部１は、磁界の強さについて、両極検出が可能（Ｓ極とＮ極の、何れの向きについても検出可能）となっている。

比較部２は、先述の比較ユニット６０等によって実現されており、検出部１によって検出された磁界の強さを予め設定されている閾値と比較する機能部である。なお、この閾値としては、Ｓ極側については、出力信号がＨレベルの状況下で採用される閾値（「Ｓ極側の動作磁束密度：Ｂｏｐｓ」）と、出力信号がＬレベルの状況下で採用される閾値（「Ｓ極側の復帰磁束密度：Ｂｒｐｓ」）が設定される。また、Ｎ極側については、出力信号がＨレベルの状況下で採用される閾値（「Ｎ極側の動作磁束密度：Ｂｏｐｎ」）と、出力信号がＬレベルの状況下で採用される閾値（「Ｎ極側の復帰磁束密度：Ｂｒｐｎ」）が設定される。

また、比較部２は、当該比較の結果に応じた出力信号を、外部に出力するようになっている。より具体的には、磁束密度Ｂが十分に小さい状態では、Ｈレベルの出力信号が出力される。そしてこの状態から、Ｓ極方向に磁束密度Ｂが増大してＢｏｐｓを上回ると、出力信号はＬレベルに遷移する。その後、磁束密度Ｂが減少してＢｒｐｓを下回ると、出力信号はＨレベルに遷移する。また同様に、Ｎ極方向に磁束密度Ｂが増大してＢｏｐｎを上回ると、出力信号はＬレベルに遷移する。その後、磁束密度Ｂが減少してＢｒｐｎを下回ると、出力信号はＨレベルに遷移する。

なお、ＢｏｐｓとＢｏｐｎは、互いに極性が逆であるが同じ値となっている。また、ＢｒｐｓとＢｒｐｎも、互いに極性が逆であるが同じ値となっている。つまりこれらの閾値は、Ｓ極側とＮ極側について対称となっており、そのため磁気センサ９は、磁界の強さについての両極検出を適切に行うことが可能となっている。

また、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）と復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）は互いに異なる値に設定可能となっている。このように、双方間にヒステリシスを設けることが可能となっているため、チャタリング（磁束密度Ｂが閾値近傍で揺らぎ、出力信号が不安定となること）等の発生を極力回避することが可能となっている。

また、閾値調節部３は、先述した可変抵抗部ＣＲ等によって実現されており、上述した閾値（動作磁束密度や復帰磁束密度）を調節するための機能部である。なお当該閾値の調節は、可変抵抗部ＣＲの抵抗値の調節を通じて実現される。

より具体的には、可変抵抗部ＣＲ−１、ＣＲ−２の抵抗値が調節されると、増幅ユニット３０における増幅率αが調節され、これにより、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）および復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）が調節されることになる。

また、可変抵抗部ＣＲ−３の抵抗値が調節されると、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１が調節され、これにより、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）が調節されることになる。また、可変抵抗部ＣＲ−４の抵抗値が調節されると、修正第１基準電圧Ｖｒｅｆ１Ａが調節されて、これにより、復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）が調節されることになる。

このように、可変抵抗部ＣＲ−３の抵抗値のみが調節されることにより、復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）を変更させずに、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）を調節することが可能となっている。また、可変抵抗部ＣＲ−４の抵抗値のみが調節されることにより、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）を変更させずに、復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）を調節することが可能となっている。

なお、可変抵抗部ＣＲの抵抗値がどのように調節されても、Ｓ極側の閾値（Ｂｏｐｓ、Ｂｒｐｓ）とＮ極側の閾値（Ｂｏｐｎ、Ｂｒｐｎ）は同じ値だけ変更される。そのため、Ｓ極側とＮ極側について閾値の対称性が保たれることになり、当該調節の後においても、両極検出は適切に実行される。なお閾値の調節手法については、上述した手法以外のものが採用されても構わない。

このように、磁気センサ９においては、閾値調節部３を通じて、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）や復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）を変更することが可能である。そのため、逆磁界現象や磁界オフセット現象が発生した場合、もしくは発生が予期される場合に、以下に説明するような対処が可能となる。

先ず、検出部１が検出する磁束密度Ｂと、動作磁束密度及び復帰磁束密度との関係が、現状、図１６に示す通りとなっている場合を想定する。すなわち、逆磁界現象によって、磁束密度ＢがＢｏｐｎを超えることがあるため、出力信号の状態が意図しないタイミングで遷移する場合（そのため、このような意図しない出力信号の遷移を防止したい場合）を想定する。

この場合、動作磁束密度および復帰磁束密度が、図８に示すように（すなわち、Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ、Ｂｒｐｓ、およびＢｒｐｎが、それぞれ、Ｂｏｐｓ’、Ｂｏｐｎ’、Ｂｒｐｓ’、およびＢｒｐｎ’となるように）調節されるようにすれば良い。つまり少なくとも、磁束密度ＢのＮ極側の最大値より大きくなるように、Ｂｏｐｎが調節される（感度を下げる）ようにすれば良い。このようにすれば、出力信号が意図しないタイミングで遷移する事態を、防止することが可能である。

なお、図９に示すように、復帰磁束密度を変更させずに、動作磁束密度（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ）のみを調節して、Ｂｏｐｎが、磁束密度ＢのＮ極側の最大値より大きくなるようにしても良い。このように、復帰磁束密度を変更せずに、復帰磁束密度と動作磁束密度のヒステリシスを大きくすることによっても、適切な対処が可能である。特に、設計上の都合等により、復帰磁束密度の変更が難しいような場合には、当該手法による対処が有効である。

次に、検出部１が検出する磁束密度Ｂと、動作磁束密度及び復帰磁束密度との関係が、現状、図１７に示す通りとなっている場合を想定する。すなわち、磁界オフセット現象によって、角度θが十分大きくなっても磁束密度ＢがＢｒｐｓを下回らず、電子機器の開閉状態が正しく検出されない場合（そのため、角度θが十分大きいときには、磁束密度ＢがＢｒｐｓを下回るようにしたい場合）を想定する。

この場合、動作磁束密度および復帰磁束密度が、図１０に示すように（Ｂｏｐｓ、Ｂｏｐｎ、Ｂｒｐｓ、およびＢｒｐｎが、それぞれ、Ｂｏｐｓ’、Ｂｏｐｎ’、Ｂｒｐｓ’、およびＢｒｐｎ’となるように）調節されるようにすれば良い。つまり少なくとも、磁束密度ＢのＳ極側の最小値より大きくなるように、Ｂｒｐｓが調節される（感度を下げる）ようにすれば良い。このようにすれば、角度θが十分大きいにも関わらず、磁束密度ＢがＢｒｐｓを下回らないという事態を、防止することが可能である。

なお、図１１に示すように、動作磁束密度を変更させずに、復帰磁束密度（Ｂｒｐｓ、Ｂｒｐｎ）のみを調節して、Ｂｒｐｓが、磁束密度ＢのＮ極側の最小値より大きくなるようにしても良い。このように、動作磁束密度を変更せずに、復帰磁束密度と動作磁束密度のヒステリシスを小さくすることによっても、適切な対処が可能である。特に、設計上の都合等により、動作磁束密度の変更が難しいような場合には、当該手法による対処が有効である。

また、先述した可変抵抗部ＣＲの抵抗値が抵抗制御信号ＲＳＷの状態によって決定される場合（図６を参照）、抵抗制御信号ＲＳＷの設定を通じて、上述した各対処方法の何れかが選択可能となっていても良い。例えば、抵抗制御信号ＲＳＷ（入力端子Ｃｔの状態）がＯＰＥＮ状態に設定された場合には、動作磁束密度と復帰磁束密度が共に所定値だけ増大し、Ｈ状態に設定された場合には、復帰磁束密度が変更されずに動作磁束密度のみが所定値だけ増大し、Ｌ状態に設定された場合には、動作磁束密度が変更されずに復帰磁束密度のみが所定値だけ増大するようにしても良い。なお抵抗制御信号ＲＳＷは、動作磁束密度や復帰磁束密度（閾値）の制御に関わる信号であり、抵抗制御信号ＲＳＷに応じて、当該閾値が調節されるということができる。

なお、磁気センサ９は、あらゆる電子機器に備えられ、変形状態の検出用センサとして利用することが可能である。例えば、携帯電話機の開閉やスライドの検出、ノート型ＰＣのパネルの開閉検出、ＤＳＣのレンズカバーのスライド検出、カムコーダのＬＣＤパネルの開閉検出、冷蔵庫のドアの開閉やスライドの検出などが、磁気センサ９によって可能となる。

以上に説明した通り、磁気センサ９は、磁界の強さを検出する検出部１と、該検出の結果を現在設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部２を備えるとともに、該閾値を調節する閾値調節部３をも備えている。そのため、逆磁界現象や磁界オフセット現象などによる不具合が発生した場合であっても、当該閾値を調節する等の手法によって、当該不具合を極力簡潔に解消させることが可能となっている。

つまり、電子機器においてこのような不具合が発生した場合（或いは発生が予期される場合）、当該閾値が適切に調節されることによって、電子機器側の仕様変更等を極力抑えつつ、当該不具合を解消させることが可能である。また、電子機器において現在採用されている（或いは採用予定の）磁気センサを、当該閾値が適切に調節されている別の磁気センサに置き換えることによっても、電子機器側の仕様変更等を極力抑えつつ、当該不具合を解消させることが可能である。

次に、逆磁界現象による不具合を解消するための別構成について説明する。

図１８は、本発明の第２実施形態に係る磁気センサの構成図である。本図に示す通り、第２実施形態の磁気センサＸは、ホール素子Ｘ１と、切替スイッチ回路Ｘ２と、増幅回路Ｘ３と、サンプルホールド回路Ｘ４と、比較回路Ｘ５と、ラッチ回路Ｘ６と、出力回路Ｘ７と、発振回路Ｘ８と、制御回路Ｘ９と、を集積化して成る半導体装置である。

ホール素子Ｘ１は、図１のホール素子１０に相当する。切替スイッチ回路Ｘ２は、図１の切替スイッチ回路２０に相当するものであり、ダイナミックオフセットキャンセル機能を備えている。増幅回路Ｘ３は、図１の増幅ユニット３０に相当する。サンプルホールド回路Ｘ４は、図１の第１キャパシタ４１、第２キャパシタ４２、第１スイッチ回路５１、及び、第２スイッチ回路５２に相当する。比較回路Ｘ５は、図１の比較ユニット６０、スイッチ回路６１、及び、基準電圧切替回路５３に相当し、その論理反転スレッショルドにはヒステリシス特性が付与されている。ラッチ回路Ｘ６は、図１のラッチ回路７０、ラッチ回路７１、ＯＲ回路ＯＲ１、及び、バッファ増幅器８０に相当する。出力回路Ｘ７は、図１のインバータＩＮＶ０に相当する。発振回路Ｘ８は、基準クロック信号ＯＳＣを生成して制御回路Ｘ９に供給する回路である。上記した回路ブロックＸ１〜Ｘ８の詳細については、基本的に先と同様であるため、重複した説明は割愛する。

制御回路Ｘ９は、図１の制御回路１００に相当するものであり、本実施形態では、逆磁界現象による不具合を解消するための機能として、装置外部から供給される検出モード切替信号ＭＯＤＥに基づいて、磁界の検出モードを単極検出モードと両極検出モードのいずれか一を選択する検出モード切替部としての機能を備えている。

より具体的に述べると、制御回路Ｘ９は、検出モード切替信号ＭＯＤＥがハイレベルとされているときには、Ｓ極（またはＮ極）のみを検出する単極検出モードを選択するように、また、検出モード切替信号ＭＯＤＥがローレベルとされているときには、Ｓ極とＮ極の両方を検出する両極検出モードを選択するように、磁気センサＸの各部（機能的な観点から見れば、図７の検出部１と比較部２）を制御する。なお、検出モード切替信号ＭＯＤＥの論理レベルと、制御回路Ｘ９によって選択される検出モードとの関係については、上記の例示と逆でも構わない。

制御回路Ｘ９によって両極検出モードが選択されている場合、磁気センサＸの動作は、先出の図２で示した通りとなる。

一方、制御回路Ｘ９によって単極検出モードが選択されている場合、磁気センサＸの動作は、図１９で示すようになる。図１９は、単極検出モード選択時における磁気センサＸの動作に関するタイミングチャートである。

時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第１期間、及び、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の第２期間においては、図２と同様、Ｓ極性の磁界の強度が検出される。このとき、Ｓ極性の磁界の強度が所定の強度以上であれば、ホール素子Ｘ１から信号が出力されるので、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の第２期間において、ハイレベルの信号ＣＯＭＰＯＵＴが得られる。なお、クロック信号ＣＫ＿ＳＨ１は時刻ｔ２において立下り、時刻ｔ３において立ち上がる。従って、時刻ｔ３において、信号ＣＯＭＰＯＵＴがハイレベルであれば、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１はローレベルからハイレベルに変化する。逆に、Ｓ極性の磁界の強度が所定の強度に達しておらず、時刻ｔ３において、信号ＣＯＭＰＯＵＴがローレベルであれば、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１はローレベルに維持される。

一方、Ｓ極検出が完了した後、時刻ｔ３〜時刻ｔ４の第３期間、及び、時刻ｔ４〜時刻ｔ５の第４期間においては、図２と異なり、第１切替信号ＳＷ１、第２切替信号ＳＷ２、及び、第３切替信号ＳＷ３がいずれもローレベルとされる。従って、当該期間中にＮ極性の磁界の強度が検出されることはないので、時刻ｔ３以降の信号ＣＯＭＰＯＵＴは、常にローレベルに維持される。すなわち、ラッチ回路Ｘに含まれるＯＲ回路ＯＲ１（図１を参照）の出力は、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１と一致する。なお、クロック信号ＣＫ＿ＳＨ２は時刻ｔ４において立下り、時刻ｔ５において立ち上がる。従って、時刻ｔ５において、ＯＲ回路ＯＲ１の出力がハイレベルであれば、信号ＤＦＦ＿ＳＨ２はローレベルからハイレベルに変化し、出力信号ＯＵＴはハイレベルからローレベルに変化する。逆に、時刻ｔ５において、ＯＲ回路ＯＲ１の出力がローレベルであれば、信号ＤＦＦ＿ＳＨ２はローレベルに維持され、出力信号ＯＵＴはハイレベルに維持される。

出力信号ＯＵＴがハイレベルからローレベルに変化するということは、Ｓ極性の磁界の強度が所定の強度以上であることを意味する。逆に、出力信号ＯＵＴがハイレベルに維持されているということは、Ｓ極性の磁界の強度が所定の強度に達していないことを意味する。このとき、Ｎ極性の磁界の強度が所定の強度に達しているか否かは無関係である。

このような構成とすることにより、逆磁界現象による不具合（出力信号ＯＵＴの意図しない論理レベル変遷）を解消することができるので、磁気センサＸの検出精度を高めることが可能となる。

また、上記で説明したように、制御回路Ｘ９は、単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の一方の磁界の強さのみを検出し、他方の磁界の強さについてはその検出自体を停止するように、磁気センサＸの各部を制御する構成とされている。このような構成とすることにより、図１の回路構成に何ら変更を加えることなく、制御回路Ｘ９における第１切替信号ＳＷ１、第２切替信号ＳＷ２、及び、第３切替信号ＳＷ３の生成シーケンスをわずかに変更するだけで、上記の検出モード切替動作を実現することが可能となる。また、本構成であれば、不要な検出動作が行われないので、電力の浪費を抑制することも可能となる。また、本構成であれば、単極検出モードと両極検出モードとの間で、出力信号ＯＵＴの更新タイミングが同一となるので、単極検出モードと両極検出モードのいずれが選択されているかに応じて、後段回路の信号処理タイミングを逐一制御する必要がなく、使い勝手がよい。

ただし、本発明の構成は、上記に限定されるものではなく、例えば、制御回路Ｘ９は、単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の両方の磁界の強さを検出した上で、一方の検出結果のみに応じた出力信号を生成するように、磁気センサＸの各部を制御する構成としてもよい。このような構成を採用することにより、制御回路Ｘ９における第１切替信号ＳＷ１、第２切替信号ＳＷ２、及び、第３切替信号ＳＷ３の生成シーケンスについては何ら変更を加えることなく、図２の動作を行いながら、上記の検出モード切替動作を実現することが可能となる。ただし、本構成を採用する場合には、ラッチ回路Ｘ６の内部構成に若干の変形を加える必要がある。

図２０Ａ及び図２０Ｂは、それぞれ、ラッチ回路Ｘ６の第１変形例及び第２変形例を示す図である。

例えば、図２０Ａに示すように、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１と信号ＤＦＦ＿ＳＨ２のいずれか一方を選択して出力するセレクタＸ６１を設けるだけで、上記の検出モード切替動作を容易に実現することができる。

セレクタＸ６１は、選択信号ＳＥＬがハイレベルであるときには、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１を選択出力する。これにより、Ｓ極の検出結果のみに応じた出力信号ＯＵＴが最終的に生成され、先述の単極検出モードが実現される。一方、セレクタＸ６１は、選択信号ＳＥＬがローレベルであるときには、信号ＤＦＦ＿ＳＨ２を選択出力する。これにより、Ｓ極とＮ極双方の検出結果に応じた出力信号ＯＵＴが最終的に生成され、先述の両極検出モードが実現される。

なお、図２０Ａの第１変形例であれば、単極検出モードの選択時において、Ｎ極の磁界検出完了を待つことなく、Ｓ極の検出結果のみに応じた出力信号ＯＵＴが生成される。従って、少しでも早く磁界の検出結果を知る必要のあるアプリケーションには、図２０Ａの第１変形例が好適であると言える。

一方、単極検出モードと両極検出モードとの間で、出力信号ＯＵＴの更新タイミングが同一である方が好ましいアプリケーションには、図２０Ｂの第２変形例が好適である。この第２変形例では、信号ＤＦＦ＿ＳＨ１をクロック信号ＣＫ＿ＳＨ２でラッチするラッチ回路Ｘ６２が追加されており、ラッチ回路Ｘ６２の出力する信号ＤＦＦ＿ＳＨ１’がセレクタＸ６１に入力されている。このような構成とすることにより、単極検出モードと両極検出モードとの間で、出力信号ＯＵＴの更新タイミングが同一となるので、単極検出モードと両極検出モードのいずれが選択されているかに応じて、後段回路の信号処理タイミングを逐一制御する必要がなく、使い勝手がよくなる。

なお、上記の選択信号ＳＥＬは、検出モード切替信号ＭＯＤＥに応じて制御回路Ｘ９で生成すればよい。また、上記の選択信号ＳＥＬとして、装置外部から入力される検出モード切替信号ＭＯＤＥをセレクタＸ６１に直接入力してもよい。後者の構成を採用した場合には、制御回路Ｘ９が検出モード切替動作に関与せず、セレクタＸ６１が検出モード切替部として機能することになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。また本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、種々の改変を加えて実施され得る。

本発明は、電子機器における変形状態を検出するための磁気センサ等の分野において、利用することができる。

１ 検出部
２ 比較部
３ 信号出力部
４ 閾値調節部
９ 磁気センサ
１０ ホール素子
２０ 切替スイッチ回路
２１〜２８ スイッチ
３０ 増幅ユニット
３１ 第１増幅回路
３２ 第２増幅回路
４１ 第１キャパシタ
４２ 第２キャパシタ
５１ 第１スイッチ回路
５２ 第２スイッチ回路
５３ 基準電圧切替回路
６０ 比較ユニット
７０、７１ ラッチ回路
８０ バッファ増幅器
９０ 基準電圧発生回路
１００ 制御回路
ＣＲ−１〜ＣＲ−４、ＣＲ 可変抵抗部
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 抵抗
ＴＲ−１、ＴＲ−２ 導通調整部
Ｂｏｐｓ Ｓ極側の動作磁束密度（Ｓ極側閾値、第１閾値）
Ｂｒｐｓ Ｓ極側の復帰磁束密度（Ｓ極側閾値、第２閾値）
Ｂｏｐｎ Ｎ極側の動作磁束密度（Ｎ極側閾値、第１閾値）
Ｂｒｐｓ Ｎ極側の復帰磁束密度（Ｎ極側閾値、第２閾値）
Ｘ 磁気センサ
Ｘ１ ホール素子
Ｘ２ 切替スイッチ回路
Ｘ３ 増幅回路
Ｘ４ サンプルホールド回路
Ｘ５ 比較回路
Ｘ６ ラッチ回路
Ｘ７ 出力回路
Ｘ８ 発振回路
Ｘ９ 制御回路

Claims (11)

1. 磁界の強さを検出する検出部と、
   該検出の結果を設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部と、
   を備えた磁気センサであって、
   該閾値を調節する閾値調節部を備えていることを特徴とする磁気センサ。
2. 前記検出部は、
   Ｓ極側とＮ極側の双方について前記検出を行うものであり、
   前記比較部は、
   Ｓ極側の前記検出の結果については、Ｓ極側についての前記閾値として設定されているＳ極側閾値と比較し、Ｎ極側の前記検出の結果については、Ｎ極側についての前記閾値として設定されているＮ極側閾値と比較するものであり、
   前記閾値調節部は、
   前記閾値を調節するにあたり、Ｎ極側閾値とＳ極側閾値の双方を同じ値だけ変更することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
3. 前記閾値は、前記出力信号の状態に応じて、互いに値が異なる第１閾値と第２閾値の何れかに設定されるものであり、
   前記閾値調節部は、
   前記閾値を調節するにあたり、第１閾値と第２閾値の一方を変更させずに、他方を調節することが可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気センサ。
4. 前記閾値の制御に関わる制御信号の入力を受付ける、信号入力部を備え、
   前記閾値調節部は、
   該制御信号に応じて、前記閾値を調節することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の磁気センサ。
5. 検出モード切替信号に基づいて、Ｓ極とＮ極の一方を検出する単極検出モードと、Ｓ極とＮ極の両方を検出する両極検出モードのいずれかを選択する検出モード切替部を有して成ることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の磁気センサ。
6. 前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の一方の磁界の強さのみを検出し、他方の磁界の強さについてはその検出自体を停止するように、前記検出部や前記比較部を制御することを特徴とする請求項５に記載の磁気センサ。
7. 前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の両方の磁界の強さを検出した上で、一方の検出結果のみに応じた出力信号を生成するように、前記検出部や前記比較部を制御することを特徴とする請求項５に記載の磁気センサ。
8. 磁界の強さを検出する検出部と、
   該検出の結果を設定されている閾値と比較し、該比較の結果に応じた出力信号を出力する比較部と、
   検出モード切替信号に基づいて、Ｓ極とＮ極の一方を検出する単極検出モードと、Ｓ極とＮ極の両方を検出する両極検出モードのいずれかを選択する検出モード切替部と、
   を有して成ることを特徴とする磁気センサ。
9. 前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の一方の磁界の強さのみを検出し、他方の磁界の強さについてはその検出自体を停止するように、前記検出部や前記比較部を制御することを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ。
10. 前記検出モード切替部は、前記単極検出モードの選択時において、Ｓ極とＮ極の両方の磁界の強さを検出した上で、一方の検出結果のみに応じた出力信号を生成するように、前記検出部や前記比較部を制御することを特徴とする請求項８に記載の磁気センサ。
11. 請求項１から請求項１０の何れかに記載の磁気センサが備えられたことを特徴とする、電子機器。

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